JP4134614B2 - Optical transmitter - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力される光の波長を一定に保つことができる光送信器に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体レーザから出力される波長は半導体レーザが形成されたチップの温度に依存して変化するが、出力波長を一定に保つことができる光送信器が従来から知られている。
【0003】
図3は、従来の光送信器の構成を示すブロック図である。従来の光送信器3は、半導体レーザ(LD)31の後方向のモニタ用の光をコリメートレンズ(CL)33で平行光にした後、スプリッタ(ST)34で分岐し、分岐された一方の光をモニタ用の第1のフォトダイオード36で受光し、分岐された他方の光を波長可変性のあるエタロン35を透過させた後にモニタ用の第2のフォトダイオード37で受光する。そして、第1のフォトダイオード36での受光量に基づいて自動パワー制御部(APC)38が半導体レーザドライバ(DRV)32に信号を送信して半導体レーザ31のパワーを制御し、第2のフォトダイオード37での受光量に基づいて自動温度制御部(ATC)39が温度制御素子40に信号を送信して半導体レーザ31のチップの温度を制御することで半導体レーザ31から出力される光の波長を制御していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した光送信器3は2個のモニタ用のフォトダイオード36,37を備え、それらのフォトダイオード36,37に光を入射させるために部品の配置が複雑なものとなり、光送信器3を構成するスペースが広がってしまうという問題があった。また、光送信器3を構成する部品点数が多いという問題もあった。
【0005】
そこで、本発明は上記課題を解決し、部品点数を減らすと共に部品の配置を効率化し、小型化した光送信器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光送信器は、半導体レーザと、半導体レーザが形成されたチップにモノリシックに搭載された電界吸収型光変調器と、半導体レーザから電界吸収型光変調器を通過して出力される光の光軸上に配置され、受光量に応じた信号を出力するフォトダイオードと、フォトダイオードに接続されると共に半導体レーザのパワーを制御するパワー制御部と、フォトダイオードに接続されると共にチップの温度を制御する温度制御部と、電界吸収型光変調器に印加する電圧を変化させ、半導体レーザから出力された光をすべて透過させる第1のモードと、半導体レーザから出力された光の一部を透過させる第2のモードと、を切り替える光変調器制御部と、を備え、パワー制御部は、光変調器制御部によって電界吸収型光変調器を第1のモードにしたときにフォトダイオードから出力される信号に基づいて、半導体レーザから出力される光のパワーが一定となるように制御し、温度制御部は、光変調器制御部によって電界吸収型光変調器を第2のモードにしたときにフォトダイオードから出力される信号に基づいて、半導体レーザから出力される光の波長が一定となるようにチップの温度を制御する、ことを特徴とする。
【0007】
このように半導体レーザから電界吸収型光変調器を通過して出力された光の光軸上にフォトダイオードを配置する。そして、電界吸収型光変調器に印加する電圧を変化させることにより、半導体レーザからの光をすべて透過してフォトダイオードに入射させる第1のモードと、半導体レーザからの光の一部を透過してフォトダイオードに入射させる第2のモードとを切り替える。なお、「半導体レーザから出力された光の一部を透過させる」とは、電界吸収型光変調器の吸収端波長を半導体レーザから出力される光の波長を含むようにシフトさせ、通過する光の一部を吸収する状態を意味する。吸収端波長においては、電界吸収型光変調器を通過する光の透過率(吸収率)は、波長が変化することに伴って変化するので、その透過率から光の波長を算出することができる。すなわち、第2のモードのときには、フォトダイオードが受光する光量によって半導体レーザから出力される光の波長をモニタすることができる。また、第1のモードのときにはフォトダイオードが受光する光量によって半導体レーザから出力される光のパワーをモニタすることができる。従って、それぞれのモードのときにフォトダイオードから出力された信号に基づいて、パワー制御部によるパワー制御及び温度制御部による温度制御を行うことができる。このような構成を採用することにより、モニタ用のフォトダイオードを一つにし、部品の点数を減らすことができる。また、一のフォトダイオードに半導体レーザからの出力光を入射させれば良いので、部品の配置が簡便なものとなり、光送信器の小型化を図ることができる。また、電界吸収型光変調器は半導体レーザのチップにモノリシックに搭載されているので、さらに小型化を図ることができる。
【0008】
上記光送信器において、半導体レーザは、設定により複数の所定波長の光を出力することが可能であり、電界吸収型光変調器を第1のモード及び第2のモードとするために電界吸収型光変調器に印加する電圧についての情報をそれぞれの所定波長ごとに格納したメモリをさらに備え、光変調器制御部は、メモリに格納された情報に基づいて電界吸収型光変調器に電圧を印加する、ことを特徴としても良い。
【0009】
半導体レーザが複数の所定波長の光を出力することが可能である場合には、それぞれの所定波長について、半導体レーザからの出力光をすべて透過する第1のモードにするための印加電圧と、出力光の一部を透過する第2のモードにするための印加電圧の情報とをメモリに格納しておくことにより、メモリに格納された情報を参照して、それぞれの所定波長に応じた電圧を電界吸収型光変調器に印加して第1のモードと第2のモードを切り替える制御を行うことができる。
【0010】
また、光送信器は、第1の端面から信号用の光を出力する半導体レーザと、半導体レーザが形成されたチップの第1の端面とは反対側の第2の端面付近にモノリシックに搭載された電界吸収型光変調器と、第2の端面から出力される光の光軸上に配置され、受光量に応じた信号を出力するフォトダイオードと、を備えてもよい
【0011】
このように半導体レーザが形成されたチップに、信号用の光が出力される第1の端面とは反対の第2の端面側に電界吸収型光変調器をモノリシックに搭載し、その電界吸収型光変調器を通過して第2の端面から出力される光の光軸にフォトダイオードを配置した構成を採用すれば、電界吸収型光変調器によって半導体レーザからの光をすべて透過させた第2の端面からの出力光をフォトダイオードに受光させ、半導体レーザの第1の端面から出力される信号用の光のパワーをモニタすることができ、電界吸収型光変調器によって半導体レーザからの光の一部を透過させた第2の端面からの出力光をフォトダイオードに受光させ、半導体レーザの第1の端面から出力される信号用の光の波長をモニタすることができる。
【0012】
光送受信器が上記光送信器を備えてもよい
【0013】
上記した光送信器を備えた光送受信器は、出力される光のパワー及び波長を一定に保つように調節することができるので好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明に係る光送信器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0015】
図1は、本発明の実施形態に係る光送信器1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、光送信器1は、半導体レーザ(LD)11と、半導体レーザドライバ(DRV)13と、電界吸収型光変調器(以下、単に「光変調器」という)12と、光変調器制御部(EA CTRL)15と、モニタ用のフォトダイオード(mPD)14と、スイッチ(SW)21と、自動パワー制御部(APC)16と、自動温度制御部(ATC)17と、TEC18と、CPU19と、メモリ20と、を備えている。
【0016】
半導体レーザ11と光変調器12とは、一のチップ10にモノリシックに形成されている。つまり、ここでは、いわゆる変調器集積型半導体レーザが用いられる。半導体レーザ11は、チップ10の一の端面(「第1の端面10A」という)から信号光を出力し、第1の端面10Aと反対側の端面(「第2の端面10B」という)から、光変調器12を通過したモニタ用の光を出力する。
【0017】
光変調器制御部15は光変調器12と接続されており、光変調器12に印加する電圧を変化させて、光変調器12によって吸収する光の波長をシフトさせる機能を有する。
【0018】
半導体レーザドライバ13は半導体レーザ11に接続されており、入力されたデータに基づいて半導体レーザ11を駆動する機能を有する。
【0019】
フォトダイオード14は、半導体レーザ11が形成されたチップの第2の端面10Bに対向して配置され、第2の端面10Bから出力された光を受光し、受光量に応じた信号を出力する機能を有する。
【0020】
自動パワー制御部16は、フォトダイオード14からの信号に基づいて半導体レーザドライバ13を制御し、半導体レーザ11から出力される信号光のパワーを一定に制御する機能を有する。
【0021】
自動温度制御部17は、フォトダイオード14からの信号に基づいてTEC18を制御し、半導体レーザ11から出力される信号光の波長を一定に制御する機能を有する。TEC18はペルチェ素子などの温度制御デバイスであり、TEC18にはチップ10及びフォトダイオード14が搭載されている。
【0022】
また、フォトダイオード14、自動パワー制御部16、及び自動温度制御部17の間には、スイッチ21が配置されている。スイッチ21は、フォトダイオード14の出力と接続される第1端子211と、自動パワー制御部16の入力と接続される第2端子212と、自動温度制御部17の入力と接続される第3端子213とを有し、第1端子211と第2端子212との間、又は第1端子211と第3端子213との間のいずれかに信号を通過させる機能を有する。また、スイッチ21はCPU19と接続され、CPU19によってスイッチ21の切り替え制御が行われる。
【0023】
CPU19は、光変調器制御部15及びスイッチ21に指示を送信し、光変調器制御部15とスイッチ21との同期をとって制御する機能を有する。すなわち、第1のモードによる制御を行う場合には、CPU19は光変調制御部15に命令を送り、光変調器12に印加する電圧を制御して半導体レーザ11からの出力光のすべてが光変調器12を透過するようにすると共に、CPU19は第1端子211と第2端子212との間に信号を通過させてフォトダイオード14から出力される信号を自動パワー制御部16に入力させる。逆に、第2のモードによる制御を行う場合には、CPU19は光変調制御部15に命令を送り、光変調器12に印加する電圧を制御して半導体レーザ11からの出力光の一部が光変調器12を透過するようにすると共に、CPU19は第1端子211と第3端子213との間に信号を通過させてフォトダイオード14から出力される信号を自動温度制御部17に入力させる。
【0024】
CPU19に接続されたメモリ20は、光変調器12を第1のモード、第2のモードで切り替えるために、光変調器12に印加する電圧値の情報を格納する機能を有する。図2は、光変調器12を通過する波長とフォトダイオード14からの出力の関係を印加電圧VEAが高い(H)場合と低い(L)場合について示す図である。図2に示されるように、光変調器12に印加する電圧を高くすると、光変調器12を透過する波長は大きい方にシフトする。光変調器12を第1のモードにするための電圧値(H)は、半導体レーザ11からの出力光の目標となる波長λaより光変調器12の吸収端波長が大きくなるような電圧値である。これにより、半導体レーザ11から出力される波長λaの光はすべて光変調器12を透過する。また、光変調器12を第2のモードにするための電圧値(L)は、半導体レーザ11からの出力光の目標となる波長λaを光変調器12の吸収端波長が含むような電圧値である。メモリ20はこれらの電圧値VEAを格納している。半導体レーザ11が設定により複数の目標波長λaを有し、それらを切り替えることができる場合には、半導体レーザ11が出力できるそれぞれの所定波長に応じて複数の電圧値Hと電圧値Lを格納する。
【0025】
次に、本実施形態に係る光送信器1の動作について説明する。
【0026】
まず、半導体レーザドライバ13にデータが入力されると、半導体レーザドライバ13は半導体レーザ11を駆動して入力データに基づく信号光をチップ10の第1の端面10Aから出力させる。また、半導体レーザ11は第1の端面10Aとは反対方向に光を出力し、光変調器12を通過した光がチップ10の第2の端面10Bから出力される。第2の端面10Bから出力された光は、フォトダイオード14に入力される。CPU19は、光変調器制御部15を制御し、光変調器制御部15は光変調器12に電圧Hを印加して光変調器12を第1のモードにする。これにより、半導体レーザ11から出力された光はすべて光変調器12を透過してフォトダイオード14に入力される。また、CPU19はスイッチ21を制御し、第1端子211と第2端子212との間に信号を通過させる。これにより、フォトダイオード14から出力された信号は自動パワー制御部16に入力される。この場合、半導体レーザ11から出力されたすべての光がフォトダイオード14によって受光されるので、フォトダイオード14からの信号は半導体レーザ11からの出力光のパワーに比例する。自動パワー制御部16は、フォトダイオード14からの信号に基づいて半導体レーザドライバ13に命令を送信し、半導体レーザ11の出力光のパワーを制御する。
【0027】
次に、CPU19は、光変調器制御部15を制御し、光変調器制御部15は光変調器12に電圧Lを印加して光変調器12を第2のモードにする。これにより、半導体レーザ11から出力された光は光変調器12で一部が吸収され、一部が透過してフォトダイオード14に入力される。また、CPU19はスイッチ21を制御し、第1端子211と第3端子213との間に信号を通過させる。これにより、フォトダイオード14から出力された信号は自動温度制御部17に入力される。自動温度制御部17は、フォトダイオード14からの信号に基づいてTEC18に命令を送信し、半導体レーザ11の出力光の波長を制御する。この制御について詳しく説明する。図2に示されるように、第2のモードにおいては、光変調器12の吸収端波長が目標の波長λaを含むように制御される。半導体レーザ11からの出力光の波長が波長λaから変化した場合には、光変調器12を透過する光量は変化する。具体的には、波長が大きい方にずれると透過率は減少し、波長が小さい方にずれると透過率が増加する。従って、フォトダイオード14からの信号に基づいて、半導体レーザ11からの出力光の波長に関する情報を得ることができる。自動温度制御部17は、フォトダイオード14からの信号に基づいて出力光の波長が一定となるように制御する。
【0028】
本実施形態に係る光送信器1は、半導体レーザ11と光変調器12をモノリシックに集積化した変調器集積型半導体レーザと、光変調器12を通過して出力された光を受光するフォトダイオード14とを備え、光変調器12によって半導体レーザ11からの出力光の透過率を変化させることで、一のフォトダイオード14によって半導体レーザ11の出力光のパワーと波長の両方をモニタすることができる。これにより、半導体レーザ11からの出力光を受光するフォトダイオード14の配置を簡便なものにすることができ、光送信器1を狭いスペースで構成することができる。また、光送信器1を構成する部品点数を減らすこともできる。
【0029】
以上、本発明について実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【0030】
本発明の光送信器1は、複数の所定波長の光を出力できる光送信器1に適用することができ、その場合にはそれぞれの所定波長ごとに光変調器12に印加する電圧値(H)と電圧値(L)の情報をメモリ20に格納しておき、出力する波長に基づいてCPU19は光変調器制御部15に命令を送信する。
【0031】
また、上記実施形態では光送信器1を例に挙げて説明したが、本発明は光送受信器に適用することとしてもよい。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体レーザから電界吸収型光変調器を通過して出力された光の光軸上にフォトダイオードを配置し、電界吸収型光変調器に印加する電圧を変化させることにより、半導体レーザからの光をすべて透過してフォトダイオードに入射させる第1のモードと、半導体レーザからの光の一部を透過してフォトダイオードに入射させる第2のモードとを切り替える。これにより一のフォトダイオードによって出力光のパワーと波長の両方をモニタして、パワー及び波長を制御できるので、部品の点数を減らすことができる。また、一のフォトダイオードに半導体レーザからの出力光を入射させれば良いので、部品の配置が簡便なものとなり、光送信器の小型化を図ることができる。また、電界吸収型光変調器は半導体レーザのチップにモノリシックに搭載することにより、さらに小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る光送信器の構成を示す図である。
【図2】光変調器の吸収端とフォトダイオードからの出力の関係を示す図である。
【図3】従来の光送信器の構成を示す図である。
【符号の説明】
1…光送信器、10…チップ、11…半導体レーザ、12…光変調器、13…半導体レーザドライバ、14…フォトダイオード、15…光変調器制御部、16…自動パワー制御部、17…自動温度制御部、18…TEC、19…CPU、20…メモリ、21…スイッチ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical transmitter capable of keeping the wavelength of output light constant.
[0002]
[Prior art]
Although the wavelength output from the semiconductor laser changes depending on the temperature of the chip on which the semiconductor laser is formed, an optical transmitter that can keep the output wavelength constant is conventionally known.
[0003]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical transmitter. In the conventional optical transmitter 3, the backward monitoring light of the semiconductor laser (LD) 31 is collimated by the collimator lens (CL) 33, and then branched by the splitter (ST) 34. The light is received by the first photodiode 36 for monitoring, and the other branched light is transmitted through the etalon 35 having variable wavelength and then received by the second photodiode 37 for monitoring. Based on the amount of light received by the first photodiode 36, the automatic power control unit (APC) 38 transmits a signal to the semiconductor laser driver (DRV) 32 to control the power of the semiconductor laser 31, and the second photo Based on the amount of light received by the diode 37, the automatic temperature control unit (ATC) 39 transmits a signal to the temperature control element 40 to control the temperature of the chip of the semiconductor laser 31, whereby the wavelength of light output from the semiconductor laser 31 Was controlling.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the optical transmitter 3 described above includes two monitoring photodiodes 36 and 37, and the arrangement of components is complicated to allow light to enter the photodiodes 36 and 37. There was a problem that the space that constitutes would widen. There is also a problem that the number of parts constituting the optical transmitter 3 is large.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide an optical transmitter that is reduced in size by reducing the number of components and making the arrangement of components more efficient.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An optical transmitter according to the present invention outputs a semiconductor laser, an electroabsorption optical modulator monolithically mounted on a chip on which the semiconductor laser is formed, and the semiconductor laser passing through the electroabsorption optical modulator. A photodiode that is arranged on the optical axis of light and outputs a signal corresponding to the amount of received light, a power control unit that is connected to the photodiode and controls the power of the semiconductor laser, and is connected to the photodiode and connected to the chip A temperature control unit for controlling the temperature, a first mode in which a voltage applied to the electroabsorption optical modulator is changed to transmit all the light output from the semiconductor laser, and a part of the light output from the semiconductor laser An optical modulator controller that switches between the second mode and the power controller. The power controller controls the electroabsorption optical modulator to the first mode by the optical modulator controller. The temperature control unit is controlled by the optical modulator control unit so that the power of the light output from the semiconductor laser is constant based on the signal output from the photodiode. The temperature of the chip is controlled so that the wavelength of light output from the semiconductor laser is constant based on a signal output from the photodiode when the is in the second mode.
[0007]
In this manner, a photodiode is disposed on the optical axis of the light output from the semiconductor laser through the electroabsorption optical modulator. Then, by changing the voltage applied to the electroabsorption optical modulator, all of the light from the semiconductor laser is transmitted and incident on the photodiode, and part of the light from the semiconductor laser is transmitted. To switch to the second mode to be incident on the photodiode. “Transmit part of the light output from the semiconductor laser” means that light that passes through by shifting the absorption edge wavelength of the electroabsorption optical modulator to include the wavelength of the light output from the semiconductor laser. Means a state of absorbing a part of At the absorption edge wavelength, the transmittance (absorption rate) of light passing through the electroabsorption optical modulator changes as the wavelength changes, so that the wavelength of light can be calculated from the transmittance. . That is, in the second mode, the wavelength of light output from the semiconductor laser can be monitored by the amount of light received by the photodiode. In the first mode, the power of light output from the semiconductor laser can be monitored by the amount of light received by the photodiode. Therefore, power control by the power control unit and temperature control by the temperature control unit can be performed based on the signal output from the photodiode in each mode. By adopting such a configuration, a single monitoring photodiode can be used, and the number of parts can be reduced. Further, since the output light from the semiconductor laser has only to be incident on one photodiode, the arrangement of the components can be simplified, and the optical transmitter can be miniaturized. Further, since the electroabsorption optical modulator is monolithically mounted on the semiconductor laser chip, the size can be further reduced.
[0008]
In the above optical transmitter, the semiconductor laser can output a plurality of light beams having a predetermined wavelength depending on the setting, and an electroabsorption type optical modulator is used in order to set the electroabsorption optical modulator to the first mode and the second mode. The memory further stores information on the voltage applied to the optical modulator for each predetermined wavelength, and the optical modulator controller applies the voltage to the electroabsorption optical modulator based on the information stored in the memory. It may be characterized by.
[0009]
When the semiconductor laser is capable of outputting a plurality of light beams having a predetermined wavelength, an applied voltage for setting the first mode for transmitting all the output light from the semiconductor laser for each predetermined wavelength, and an output By storing in the memory the information on the applied voltage for setting the second mode that transmits a part of the light, the voltage corresponding to each predetermined wavelength is referred to by referring to the information stored in the memory. Control to switch between the first mode and the second mode by applying to the electroabsorption optical modulator can be performed.
[0010]
The optical transmitter is monolithically mounted in the vicinity of the semiconductor laser that outputs signal light from the first end face and the second end face opposite to the first end face of the chip on which the semiconductor laser is formed. and electroabsorption modulator was disposed on the optical axis of the light output from the second end surface, and a photodiode that outputs a signal corresponding to the amount of received light, may be provided.
[0011]
The electroabsorption optical modulator is monolithically mounted on the second end surface side opposite to the first end surface from which the signal light is output on the chip on which the semiconductor laser is formed, and the electroabsorption type If a configuration is employed in which a photodiode is arranged on the optical axis of the light that passes through the optical modulator and is output from the second end face, the second light in which all the light from the semiconductor laser is transmitted by the electroabsorption optical modulator. The output light from the end face of the semiconductor laser can be received by the photodiode, and the power of the signal light output from the first end face of the semiconductor laser can be monitored. The light from the semiconductor laser can be monitored by the electroabsorption optical modulator. The output light from the second end face that is partially transmitted can be received by the photodiode, and the wavelength of the signal light output from the first end face of the semiconductor laser can be monitored.
[0012]
Optical transceiver may be provided with the optical transmitter.
[0013]
An optical transmitter / receiver including the above-described optical transmitter is preferable because the power and wavelength of the output light can be adjusted to be kept constant.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an optical transmitter according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical transmitter 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an optical transmitter 1 includes a semiconductor laser (LD) 11, a semiconductor laser driver (DRV) 13, an electroabsorption optical modulator (hereinafter simply referred to as “optical modulator”) 12, An optical modulator control unit (EA CTRL) 15, a monitoring photodiode (mPD) 14, a switch (SW) 21, an automatic power control unit (APC) 16, and an automatic temperature control unit (ATC) 17 , TEC 18, CPU 19, and memory 20.
[0016]
The semiconductor laser 11 and the optical modulator 12 are monolithically formed on one chip 10. That is, a so-called modulator integrated semiconductor laser is used here. The semiconductor laser 11 outputs signal light from one end face of the chip 10 (referred to as “first end face 10A”), and from the end face opposite to the first end face 10A (referred to as “second end face 10B”), The monitoring light that has passed through the optical modulator 12 is output.
[0017]
The optical modulator control unit 15 is connected to the optical modulator 12, and has a function of shifting the wavelength of light absorbed by the optical modulator 12 by changing a voltage applied to the optical modulator 12.
[0018]
The semiconductor laser driver 13 is connected to the semiconductor laser 11 and has a function of driving the semiconductor laser 11 based on inputted data.
[0019]
The photodiode 14 is disposed to face the second end face 10B of the chip on which the semiconductor laser 11 is formed, and receives a light output from the second end face 10B and outputs a signal corresponding to the amount of light received. Have
[0020]
The automatic power control unit 16 has a function of controlling the semiconductor laser driver 13 based on a signal from the photodiode 14 and controlling the power of the signal light output from the semiconductor laser 11 to be constant.
[0021]
The automatic temperature control unit 17 has a function of controlling the TEC 18 based on a signal from the photodiode 14 and controlling the wavelength of the signal light output from the semiconductor laser 11 to be constant. The TEC 18 is a temperature control device such as a Peltier element, and the chip 10 and the photodiode 14 are mounted on the TEC 18.
[0022]
A switch 21 is disposed between the photodiode 14, the automatic power control unit 16, and the automatic temperature control unit 17. The switch 21 is connected to the first terminal 21 1 connected to the output of the photodiode 14, the second terminal 21 2 connected to the input of the automatic power control unit 16, and the first terminal connected to the input of the automatic temperature control unit 17. 3 terminal 21 3 , and has a function of passing a signal either between the first terminal 21 1 and the second terminal 21 2 or between the first terminal 21 1 and the third terminal 21 3. . The switch 21 is connected to the CPU 19, and the switch control of the switch 21 is performed by the CPU 19.
[0023]
The CPU 19 has a function of transmitting an instruction to the optical modulator control unit 15 and the switch 21 and controlling the optical modulator control unit 15 and the switch 21 in synchronization. That is, when the control in the first mode is performed, the CPU 19 sends a command to the light modulation control unit 15 to control the voltage applied to the light modulator 12 so that all of the output light from the semiconductor laser 11 is light modulated. The CPU 19 allows the signal to pass between the first terminal 21 1 and the second terminal 21 2 and allows the signal output from the photodiode 14 to be input to the automatic power control unit 16. Conversely, when performing control in the second mode, the CPU 19 sends a command to the light modulation control unit 15 to control the voltage applied to the light modulator 12 so that part of the output light from the semiconductor laser 11 is generated. While allowing the light to pass through the optical modulator 12, the CPU 19 passes the signal between the first terminal 21 1 and the third terminal 21 3 and inputs the signal output from the photodiode 14 to the automatic temperature control unit 17. Let
[0024]
The memory 20 connected to the CPU 19 has a function of storing information on a voltage value applied to the optical modulator 12 in order to switch the optical modulator 12 between the first mode and the second mode. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the wavelength passing through the optical modulator 12 and the output from the photodiode 14 when the applied voltage V EA is high (H) and low (L). As shown in FIG. 2, when the voltage applied to the optical modulator 12 is increased, the wavelength transmitted through the optical modulator 12 is shifted to the larger side. The voltage value (H) for setting the optical modulator 12 to the first mode is a voltage value such that the absorption edge wavelength of the optical modulator 12 is larger than the target wavelength λa of the output light from the semiconductor laser 11. is there. Thereby, all the light of wavelength λa output from the semiconductor laser 11 passes through the optical modulator 12. The voltage value (L) for setting the optical modulator 12 to the second mode is such that the absorption wavelength of the optical modulator 12 includes the target wavelength λa of the output light from the semiconductor laser 11. It is. The memory 20 stores these voltage values VEA . When the semiconductor laser 11 has a plurality of target wavelengths λa by setting and can switch between them, a plurality of voltage values H and voltage values L are stored according to respective predetermined wavelengths that can be output from the semiconductor laser 11. .
[0025]
Next, the operation of the optical transmitter 1 according to this embodiment will be described.
[0026]
First, when data is input to the semiconductor laser driver 13, the semiconductor laser driver 13 drives the semiconductor laser 11 to output signal light based on the input data from the first end face 10 </ b> A of the chip 10. The semiconductor laser 11 outputs light in the direction opposite to the first end face 10A, and the light that has passed through the optical modulator 12 is output from the second end face 10B of the chip 10. The light output from the second end face 10 </ b> B is input to the photodiode 14. The CPU 19 controls the optical modulator control unit 15, and the optical modulator control unit 15 applies the voltage H to the optical modulator 12 to place the optical modulator 12 in the first mode. Thereby, all the light output from the semiconductor laser 11 passes through the optical modulator 12 and is input to the photodiode 14. Further, the CPU 19 controls the switch 21 to pass a signal between the first terminal 21 1 and the second terminal 21 2 . Thereby, the signal output from the photodiode 14 is input to the automatic power control unit 16. In this case, since all the light output from the semiconductor laser 11 is received by the photodiode 14, the signal from the photodiode 14 is proportional to the power of the output light from the semiconductor laser 11. The automatic power control unit 16 transmits a command to the semiconductor laser driver 13 based on the signal from the photodiode 14 and controls the power of the output light of the semiconductor laser 11.
[0027]
Next, the CPU 19 controls the optical modulator control unit 15, and the optical modulator control unit 15 applies the voltage L to the optical modulator 12 to place the optical modulator 12 in the second mode. Thereby, a part of the light output from the semiconductor laser 11 is absorbed by the optical modulator 12, and part of the light is transmitted to the photodiode 14. Further, the CPU 19 controls the switch 21 to pass a signal between the first terminal 21 1 and the third terminal 21 3 . Thereby, the signal output from the photodiode 14 is input to the automatic temperature control unit 17. The automatic temperature control unit 17 transmits a command to the TEC 18 based on the signal from the photodiode 14 and controls the wavelength of the output light of the semiconductor laser 11. This control will be described in detail. As shown in FIG. 2, in the second mode, the absorption edge wavelength of the optical modulator 12 is controlled to include the target wavelength λa. When the wavelength of the output light from the semiconductor laser 11 changes from the wavelength λa, the amount of light transmitted through the optical modulator 12 changes. Specifically, the transmittance decreases when the wavelength shifts to the larger side, and the transmittance increases when the wavelength shifts to the smaller side. Therefore, information on the wavelength of the output light from the semiconductor laser 11 can be obtained based on the signal from the photodiode 14. The automatic temperature controller 17 controls the wavelength of the output light to be constant based on the signal from the photodiode 14.
[0028]
The optical transmitter 1 according to this embodiment includes a modulator integrated semiconductor laser in which a semiconductor laser 11 and an optical modulator 12 are monolithically integrated, and a photodiode that receives light output through the optical modulator 12. 14, and by changing the transmittance of the output light from the semiconductor laser 11 by the optical modulator 12, it is possible to monitor both the power and the wavelength of the output light of the semiconductor laser 11 by one photodiode 14. . Thereby, arrangement | positioning of the photodiode 14 which receives the output light from the semiconductor laser 11 can be made simple, and the optical transmitter 1 can be comprised in a narrow space. In addition, the number of parts constituting the optical transmitter 1 can be reduced.
[0029]
While the present invention has been described in detail with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment.
[0030]
The optical transmitter 1 of the present invention can be applied to the optical transmitter 1 capable of outputting a plurality of lights having a predetermined wavelength. In this case, the voltage value (H) applied to the optical modulator 12 for each predetermined wavelength. ) And voltage value (L) information is stored in the memory 20, and the CPU 19 transmits a command to the optical modulator control unit 15 based on the output wavelength.
[0031]
In the above embodiment, the optical transmitter 1 has been described as an example. However, the present invention may be applied to an optical transceiver.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, a photodiode is disposed on the optical axis of light output from a semiconductor laser through an electroabsorption optical modulator, and a voltage applied to the electroabsorption optical modulator is changed. The first mode in which all the light from the semiconductor laser is transmitted and incident on the photodiode is switched to the second mode in which a part of the light from the semiconductor laser is transmitted and incident on the photodiode. As a result, both the power and wavelength of the output light can be monitored and the power and wavelength can be controlled by one photodiode, so that the number of parts can be reduced. Further, since the output light from the semiconductor laser has only to be incident on one photodiode, the arrangement of the components can be simplified, and the optical transmitter can be miniaturized. The electroabsorption optical modulator can be further reduced in size by being monolithically mounted on a semiconductor laser chip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an optical transmitter according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between an absorption end of an optical modulator and an output from a photodiode.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a conventional optical transmitter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical transmitter, 10 ... Chip, 11 ... Semiconductor laser, 12 ... Optical modulator, 13 ... Semiconductor laser driver, 14 ... Photodiode, 15 ... Optical modulator control part, 16 ... Automatic power control part, 17 ... Automatic Temperature control unit, 18 ... TEC, 19 ... CPU, 20 ... memory, 21 ... switch.

Claims (2)

半導体レーザと、
前記半導体レーザが形成されたチップにモノリシックに搭載された電界吸収型光変調器と、
前記半導体レーザから前記電界吸収型光変調器を通過して出力される光の光軸上に配置され、受光量に応じた信号を出力するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードに接続されると共に前記半導体レーザのパワーを制御するパワー制御部と、
前記フォトダイオードに接続されると共に前記チップの温度を制御する温度制御部と、
前記電界吸収型光変調器に印加する電圧を変化させ、前記半導体レーザから出力された光をすべて透過させる第1のモードと、前記半導体レーザから出力された光の一部を透過させる第2のモードと、を切り替える光変調器制御部と、
を備え、
前記パワー制御部は、前記光変調器制御部によって前記電界吸収型光変調器を第1のモードにしたときに前記フォトダイオードから出力される信号に基づいて、前記半導体レーザから出力される光のパワーが一定となるように制御し、
前記温度制御部は、前記光変調器制御部によって前記電界吸収型光変調器を第2のモードにしたときに前記フォトダイオードから出力される信号に基づいて、前記半導体レーザから出力される光の波長が一定となるように前記チップの温度を制御する、
ことを特徴とする光送信器。
A semiconductor laser;
An electroabsorption optical modulator monolithically mounted on a chip on which the semiconductor laser is formed;
A photodiode arranged on the optical axis of light output from the semiconductor laser through the electroabsorption optical modulator and outputting a signal corresponding to the amount of received light;
A power control unit connected to the photodiode and controlling the power of the semiconductor laser;
A temperature control unit connected to the photodiode and controlling the temperature of the chip;
A first mode in which a voltage applied to the electroabsorption optical modulator is changed to transmit all the light output from the semiconductor laser, and a second mode in which a part of the light output from the semiconductor laser is transmitted. An optical modulator controller that switches between modes,
With
The power control unit is configured to control a light output from the semiconductor laser based on a signal output from the photodiode when the electroabsorption optical modulator is set to the first mode by the optical modulator control unit. Control the power to be constant,
The temperature control unit is configured to control a light output from the semiconductor laser based on a signal output from the photodiode when the electroabsorption optical modulator is set to the second mode by the optical modulator control unit. Controlling the temperature of the chip so that the wavelength is constant,
An optical transmitter characterized by that.
前記半導体レーザは、設定により複数の所定波長の光を出力することが可能であり、
前記電界吸収型光変調器を前記第1のモード及び前記第2のモードとするために前記電界吸収型光変調器に印加する電圧についての情報をそれぞれの前記所定波長ごとに格納したメモリをさらに備え、
前記光変調器制御部は、前記メモリに格納された情報に基づいて前記電界吸収型光変調器に電圧を印加する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光送信器。
The semiconductor laser can output light of a plurality of predetermined wavelengths depending on settings,
A memory storing information about a voltage applied to the electroabsorption optical modulator for each of the predetermined wavelengths in order to set the electroabsorption optical modulator to the first mode and the second mode; Prepared,
The optical modulator control unit applies a voltage to the electroabsorption optical modulator based on information stored in the memory;
The optical transmitter according to claim 1.
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